автореферат диссертации по процессам и машинам агроинженерных систем, 05.20.01, диссертация на тему:Разработка и исследование технологической схемы калибровщика огурцов с определением параметров распределяющего устройства

? Г 5 С* X д «Ой №4

Сгэатовш* пкуиэгтмины* сГ?ош.зн2ркнЗ ункзерситсг

. На ipacsx рукописи

КАЗйРИН Cêtrai Кккьпаевяч

УДК ¿31,3¿2;¿35.63

P.4ÎW ЗТКА. tí ЙСьГЗДЬШс ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ СХЕ1Ш ММШЪш. n"'/?¡WB С OflFEíEJlEHHEH í;ftP«r.ETPü!í

ГнСПРьйЕЛПЭ^ЕГО VCTF'Qíí""! Lrt

Спгщилькесть 05,20,01. - К5хан»?йЦйя csfibíKcxocfl-'cTBeiixcro кро«5водст:а

ADTOPÎiEPfiT ДИССЕРТАЦИИ НА СОИСКАНИЕ УЧЕНСЯ СТЕПП! 1 КАНДИДАТА ТЕХНИЧЕСКИХ НАУК

Júrf-

Mixnmyjaiuii avivai .'3 xo:i.écT¿»i

Нгучмн рушодатены /,::;тср талшзсш нау.;,(^и?ессср Б,И. ¿НЕД«

Научит" консультант: локтср тэхнмчзсш каук,г.^оч¿гссор P.A. ХВОСiÛ2

ОФицкальт'э опяанэити! доктор технических нлукгпрофессорf ?K?¿}.¡:tK Лхшш TWi.opTa fy H.H. KUÜ4KK

;.икл;мат T?:fm-,c,'.:i;; Hay^Rpotecco^ В.fi. ШОВ

иглап снгашяэдя - Иаучно-производстьшой -3¡\r- :ч»с;;м2 '3:М i4í fiiSúíIübn'

диссертация саттонтг-» ° 2? ' икййоя 19М г. э 12.С0 ьа заседании дкейертгцкйинига совет? ñ 170.04.0i при Саратсгскон Гссу,мрстзенйО« frpo::*«e:¡opajH уяшя-.ште па гдрг:у: í-./740, г.Сярчтоз, ул.Соэггоя. 60, ï/,î.32*

С диссергаа.к£и »т-яно о^чдконйться в бгбпиотэхь ymupciirctc. Лзто^эфезат разоелгк г.

УчЗС'Л C«?W0T.n!. гяссертацшного cosa ra S i2v.C4.01

лектор тешч-тш наук,

í!püíC:CL'? -

i л i!

ÚIÚC^ H-ñ' ИЛиСЕЕйЧ.

0Б1АП ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы.Эффективность сельскохозяйственного производства во многом обусловлена урознен его хехгнизацни.Современный уровень производства,хранения и переработки огурцов не обеспечивает научно обоснованнуя норму питания ка эту продукция.Яри норме 12 кг/ /чел. их Фактическое потребление не превышает 7 кг на одного человека в год.

Нсвлагопртнкв погодные условия последних лет в основных районах возделывания огурца,сокращение посевных ллоцадей преимущественно из-за высокой трудоемкости работ при возделывании и уборке этой культуры снизили уро?айность,которая составила 7 ... 8 т/га.

Одним из путей увеличения производства огурцов является вирокое внедрение прокнппевких технологий,предусматривавших выбор оптимальных сроков выращивания,сроков посева н подбор сортов,а также полная механизация операций возделывания,уборки и послеуборочной обработки с.-х. продукции.Ваяний элемент послеуборочной обработки-калибровка огурцов,которая в настоящее время производится в основном вручнуи, что г-"зкг?.0т бопьггз затр'.ти тр у д г, к гп е бг. к г- неся в прслшх 4 ... 12 чел.- ч на 1 т продукции.

Рекомендованная к серийному производству и вклвченная з систему навин .(позиция Р 62.62) пиния послеуборочной обработки огурцов ЛДО-3 на получила распространения в с.-х. прокзгодстзе вследствие недостаточной технологической надежности и неудовлетворительного качества работы калибровочной машины.

Поэтому исследования направленна ка расработку «исокопроизво-лителького кшбрсгедка огурцов,айессгчшеу.его качс-стккаоэ внпол-иеиие технологического процесса явлпйтся актуальными и гкеит вак-«оа яаролаохозяйстгсннов оначенкз.

Цепь исследования - повывение качественных показателей процесса калибрования плодов тоззоного агу?цп.

'• n-or.v-дов огурца по диаметру на Фракции,предусматривала* предваритепьноэ однослойное их распределение по рабочей поверхности калибровщика.

йгтодика исследования. Теоретические исследования выполнялись с использование;! методов теоретической механики и прикладной математики.Предложенные рабочие органы исследовались в лабораторно -- производственных условиях в соответствии с действунщими ГОСТами, ОСТани и частными методиками.Обработка результатов экспериментальных иссг.з^й'нйй прозздапаеь с применением вариационной статистики и методов математической теории планирования.Расчеты и обработка результатов исследований осуществляли на R3BH "Электроника КС 0507". Предусматривалась также производственная проверка калибровщика и экономическая оценка его использования.

Науччая новизна результатов исследований заключается в следующем!

- теоретически с использованием теории сепарирования обоснована технологическая схема калибровочной машины с параллельным выделением Фракций плодов;

■ - приведен анализ взаимодействия пальца распределяющего устройства с роликами калибровщика и плодами огурца на основе методов расчета гибких упругих стержней;

- получены аналитические выражения для расчета геометрических параметров и кинематических режимов работы распределяющего устройства;

- разработаны математические модели,адекватно списывание процесс разделения плодов огурца,позволяющие определить оптимальные параметры калибровочной машины.

На осиоев разупьтатоэ теоретического исследования разработан »¿мёроикк - новое техшес::оа рбьек;«г на ио«Ыпу.з «од*«:» ль заявке К 93051572/03 (049915).

Практическая значимость.Обоснован технологический процесс разделения плодов огурца на размерные Фракции по диаматру;разрабо-тана технологическая и компоновочная схемы калибров;ика;предлоясны рекомендации по выбору режимов и параметров работы калибровочной мааины.

Реализация результатов исследования.Зхспзркмзнтальяик образец калибровщика огурцов с предложенным распределяющим устройством,

изгстислзаива ча осипшая зыаоппзз--.,.. ..........Г, : ■

внедрен на Знгепьсскои огоще-коксервном заводе и АОЗТ "Новое" Знгепьсского района Саратовской области.

Апробация. Основные положения диссертационной работы доложены, обсувдзна к одобрены на научно-технических конференциях профессорско-преподавательского состава н аспирантов Саратовского института механизации сельского хозяйства им.й.И.Калинина (1990 ... 1993 г.г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 7 печатных работ общим объемом 1,4 п.л.,в том числе решение о выдаче свидетельства на полезнун модель.

Объем я структура дисссртануя. Л«ссс.7тацй5ня2д работа состоит из введения,яеети разделов,общих выводов,списка использованной литературы и приложений.Диссертация изложена на 107 страницах изаи-нописного текста,кроме того содержит 9 таблиц,65 иллюстраций и 27 яркгоагкии.Список исп:льзззгннсй пктгрзтуры зклкчагт 143 нгииг-нования,из них 4 на иностранном языке.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении отражены актуальность темы исследования и основные

научные полохения,выносимые на защиту.

В первом разделе "Состояние вопроса.Цепь и задачи исследования" привадится классификация существующих способов и технических средств для калибрования плодов огурца,их оценка и анализ.Отмечается, что гфомызяеннсстьа з настоящее время не випусштся для этой цели технические средства.

Наиболее распространенным способом разделения плодов на Фракции является калибровка по размерам,в частности по диаметру.При этом следует отметить,что известные конструкции калибровочных машин, работающие по названному принципу,не удовлетворяв агротехническим требованиям (АТТ) по точности калибрования и повреждаемости плодов. Из рассмотренных конструкции рабочих органов калибровочных устройств наиболее эффективными являются транспортерное,рабочая поверхность которых образована роликами с изменяющейся в вертикальной плоскости калибрующей щелью.

Исходя из вывеизлохенного,в разделе определена цель и поставлены задачи исследования:

- выявить на основе анализа известных технических средств приемлемую конструкций калибровщика для разделения огурцов на Фракции;

- изучить некоторые Фкзкхо-кеханичсше, свойства плодов огурца;

- провести поисковые опыты с целью выбора и обоснования технологической и конструктивной схем калибровщика,позволяющего повысить точность разделения на Фракции;

- теоретически обосновать геометрические параметры и кинематические рекины работы распределяющего устройства капибровщика;

- провести в пабораторно-производственных условиях исследования рабочего органа,распределяющего плоды по поверхности роликового полотка калибровщика г, обосновать опытным путем его оптимальные параметры;

- испытать калибровочнуи мааину в производственных условиях, дать экономическую оценку ее кслопьзования.

Во втором разделе "Некоторые физико - механические свойства плодов огурца,как объектов калибровочного процесса" излсша нзто-ДИК5 К рсоупьтгти ЙССП5ДС35НКЯ ВЗКОТСрЧХ сзойстз ЛПОДО" огурца сортов Кустовой,Конкурент и Электрон.

Изучением фязика-иаханическйх (технологических) свойств растений и плодоз огурца занииалйсь;Бакулев Л.С.,Еолотских А.С.,Емелин В.Н,,К5588дев З.П.,Павлсз Л,В.,»уксеке»:ов К.Н.,Утха В.Г.,Пьянков ft.П.,Горшков В.Н.,Высочин В.Г.,Терпелец Н.А.,Хлуденев В.Н.,Кувнарев В.В. и многие другие.

Для ревения поставленных в работе задач изучались:Фракционный состав товарных огурцов ручного сбора;распредепенне пподоз по длине, диаметру и нассе;индвкс и Форма плодов;коэффициенты трения сколые-!!кя по различным поверхностям.

Полученные данные позволили установить:

- содеркание пикулей в ворохе ручного сбора составляет 0,5 ... 22,корнквоноз 3 ... 18Х,зеленцов 25 ... 541 ;

- эмпирические вариационные кривые распределения плодов огурца Г;о лг.кн5 й Длакпру »:эгу? быть «MpoKsaiipascai ¡¡гконон распределения и кривыми К.Пирсона,что позволило определить теоретические коэффициенты точности сортирования (¿0 ... 70!) и оптимальные калибруете цепи по калдой Фракции ;

- калибрование плодов на Фракции по диаметру одновременно обеспечивает допустимую по АТТ точность их разделения и по длине ;

- ограничение индекса у товарных плодов (i=2,5) j ГОСТе 1726-85 является необоснованно вссткин,потому что около 307. пикулей и корнишонов индекс йцньеэ 2,5 ;

- коз^кцйенты трения пподоз по разшш поверхностям варькру-

с киэ?£яциентон 12,37,.

пены понсковчэ опыты и исследовательские предварительные испытания двух образцов калибровочных устройств для разделения огурцов на Фракции и обоснована функциональная схема распределяющего рабочего органа.

В процессе проведения исследовательских испытаний возникала необходимость создания однослойного распределения плодов на калибрующей поверхности.Это обстоятельство связано с возможным расположением мелких плодов сверху над крупными,перекрывающими цель,что снижает точность калибрования.Устранение этого недостатка можно видеть в создании распределяющего устройства,позволяющего сталкивать мелкие плоды,находящиеся над крупными,а также воздействовать на плоды для их ориентирования вдоль щели.

На основании этих рекомендации разработана Функциональная схема калибровщика огурцов (рис.1) на конструкции которого получено реае-ние о выдаче свидетельства на полезную модель. ■

Предложенный калибровщик огурцов состоит из рамы 2,опирающейся на четыре копеса.На раме установлены две тяговые цепи 7, с ларами роликов 9 и 10, приводящиеся от ведущих звездочек ¿.Ось основного ролика 10 жестко соединена с цепью,к ней на варнирной планке 11 подвешен дополнительный ролик 9.Калибрующий зазор и Ад между парами роликов устанавливается изменением положения направляющих 3. Лоток 5 необходим для подачи плодов на следующий калибрующий участок .Дпп перемещения кглкгх плодо:,!,аг.одя;йи:н наг, •"рупкы>«и,в поперечном направлении предусмотрено распределяющее устройство А,выполненное в виде ленточного транспортера с эластичными пальцами,расположенное над калибрующим участком перпендикулярно направлению движения роликового полотна калибровщика.

Рис.1. Схема технологического процесса калибровщика огурцов: 1-лодакщий транспортер;2-рама;3-направля»щая|4-распределяищее устройство!5-лоток;6-гвездочка|7-цепь;8-контейнер;?,10-допол-нительный и основной ролики;11-лланка;12,13-раздаточ(ше транспортеры

Технологический процесс по разделение плодов на Фракции происходит следуязни с^ргзсм.Огуру.! глгруяавт порцкяив в буккер транспортера 1,имеющего скребки,что позволяет более равномерно подавать плоды на калибровщик 2.На первом капибрувщем участке при помощи распределяющего устройства 4 мелкие плоды смещантся относительно крупных, перекрывающих зазор и проходя через него попадает на поток 5, которым направпяатся в качальнув часть следуищего калкбрузщего участка.Плоды диаметром болыге зазора сходят в контейнер 8.На следунщем калибрувцем участке плоды дигметром кеньпе зазора Аа отводятся транспортером 12,а остагшсп плоды отгруиктся на последнем участке транспортером 13, где зазор Д^ установлен максимальным.

Конструкция распределявшего рабочего органа-при инициальном травмировании плодов должна обеспечить! смешение мелких плодов (вариант I) и крупных (вариант II) относительно кглиь'ру-«у» |ель пподоз без существенного перемещения последних (ркс.2); воздействие пальцев на плоды,располоненные под углом или по направления движения (вариант III) с тем,чтобы они ориентировались вдоль »ели.Кроме того.папьцы при взаимодействии с роликом домин-мп-батся, т.е. обладать необходимой упругостьв и пластичность».При этом, пальцы поспз изгиба не домны иметь остаточных деформаций.

Рис.2. Функциональная схема распределяло устройства калибровщика огурцов:1-ленточный транспортер¡2-зластичный палец

В четвертом разделе 'Теоретическое исследование схемы технологического процесса калибровщика огурца с обоснованием геометрических параметров и кинематических регямоз работы распределяющего устройства' проанализировано современное состояние вопроса теоретических исследований транспортерных хапхбровочш устройств с рабочей поверхность» в виде параллельно расположенных вращавщихся роликов,определена их удельная производительность.Выявлены общие зако-нокгрностх процесса,выполняемого распределявшим устройством и получены англнтичеекке гнрашая для определения его геометрических параметров и ренинов работы.

Возможны два способа выделения Фракций - последовательный и параллельный.При первом способе первоначально из общей массы разделяемых плодов выделяется самая мелкая фракция.Смесь остальных идет сходом на следувщий участок.При другом способе выделяется одна сгная крупная Фргад;я,а спесь кеньгах Фракций поступггт на следувщий,нижний участок калибрувщего рабочего органа.3 первом случае выделяемые Фракции идут в проход,ео втором - в сход.

Для характеристики работа участка калкбрувцей поверхности испопьзув:! принятое понятно интенсивности производительности,определяем« ;;ассо5 плодов мелкой фракции,которое иогут проходить в одну секунду через один квадратный метр площади капибрувщих щелей

р = с!Р / (й. В/*), (1)

где р - интенсивность производительности калибрукщего участка, кг / (счГ);

(¡Р - масса плодов кепкой Фракция,выделяемой на участке поверхности докой г!!, о одну секунду; ^ - отнопЕиие площади калясрукщ щелей дакниго участка х пщадо гсбго у^гткр;

В - вирина рабочем поверхности,».

ГЧ."5ПЙ;(!1;Ч Ораг.цнл - '

уМ = А,/ (¡1,+ 20) ;^^ (<¡2* 231» <2> где (¡{,¿2,- наксииапькыЯ диаиетр корнишона и зеленца соответственно; 0 - диаметр ролика.

- •)

Рис.3. К определении коэффициента ^Л- при различных способах выделения Фракции:а -последовательный^ -параллельный

Решая дифференциальное уравнение (1) с учетом того,что в калибруемой массе имеются плоды крупной и «елкой Фракций,определим коэффициент Кц равный отношений удельной производительности ^ (параллельный способ) к (последовательный способ) КЧ А(Н?т.п.*)], (3)

где Кц - коэффициент увеличения удельной производительности при параллельном способе выдепеш Фракций в сравнении с последовательным способом,Кч = 5 Р<и " удельная интенсивность производительности 1м калибрующих щелей соответственно при последовательном и параллельном способах,кг / (с-м );

RT,tM,rt.n.2 - теоретические коэффициенты точности калибрования

проходной Фракции соответственно при последовательней и параплельнон способах,доля единицы, Подставпяч з вырахвние (2) к (3) известные значения dí,d2,D и определенные при изучении Физико-механических свойств плодов огурца коэффициенты RT.n.l ,RT.n.z ,а также средние значения p0i , Ро2> взятыа из литературы, найдем Kq = 1,45.

Такяа образом,параллельный способ обеспечивает увеличение удгльвой производительности з 1,45 раза,что указывает на правильность Еыбора технологической схени,в которой на первом калибрув|ем участке отделяется сходоа нестандартная по размеру Фракция плодов.

Для определения необходимых параметров,при рассмотрении взаимодействия ролика с пальцем,примем за начало прямоугольной системы координат хОу точку контакта fio (рис.4).

X.

F".c.4. i слргдвлшз паргтров,хараК1Ср:!зу»ш ззашдоЗстзхв

Из А ОВС по теорвкв коскнусов киеем ?*>■■ f- г2-!' {х - г cos iff- 2 г!х - г cr-s (ISO - о ), (4) где х,у - координаты точки Л;

г - радиус ролика;

Y - угол наклона касательной в текущей точке (т.А) соответствующей упругой линии пальца к вертикальной оси (первоначальной прямолинейной оси пальца). Принимаем допущение,что палец изгибается по дуге окружности радиуса R с центром расположенным на линии 0о0^,что необходимо для упрощения расчетов.Это допущение можно принять в первом лркЁлихенми,учитывая сложности при определении Форвы упругой линии пальца в каждом i-том положении ролика.

Определим длину дуги упругой линии пальца 5 по Формуле

S = R arcsin (С- у / R), (5)

где R - радиус дуги окружности по которой изгибается палец; ■t - длина пальца.

Известно,что длина дуги окруености определяется следуем образом

S = R У (6)

Приравняем правые части выражений (5) и (6),затем разделим на R,тогда

х = arcsin [1- у / R) (7)

Расположение точки касания ролика с пальцем определится следуп-щвн образом

I - у = R sin (8)

Длина хорды окружности БОо находится по Формуле

ВОо = 2 R sinl У/ 2) (9)

Из Д tiBOo _ ,

ВОо = i х% [£ - уf (10)

Состгэка скстсггу ургзкш*,р8зшв которой ояредгпнт шзггст-n:c i'.DDp.'ü'ü'it! тики А к ПьргмЕтри упруго» пши ягода (Г, о )

* F(l) = r2+ (x - r cos^)2- 2 rix - r cos^cosíPT- У) - t- /= 0 F(2) = ¿-y -R sin У = 0 (11)

tF(3) = 2 R sin(2¡7 2) - J x2+( í - yf = 0 F(4) = arcsin \¿- y / R) - У =0

Оолучгшп скстгма нелинейных уравнении решается числэннум методом Ньатона-Канторовича по составленной программе на ПЗВЙ "Электроника НС 0507".

По результатам расчета на схеме (рис.4) построена кривая,по которой мохно найти положение т.А,определявшей точку припохския силы Fn,перемещаемой вдоль упругой пинии пальца.Таким образом по известному прогибу пальца,находится неизвестная сила упругости Fy = Fn.

Необходимо отметить,что при изучении больоих перемещений при упругом изгибе пальца оказываются несправедливыми основные положения сопротивления материалов,так как перемещения становятся соизмеримы с первоначальной длиной пальца.

Проведем решение задачи по определения сипы Fn методом эллиптических параметров.

Рассмотрим изгиб консольно закрепленного пальца при следящем перемещении сипм и шгнгш тачки вг врмоита бдопь упругоЗ линии,Следящее перемещение сипы наблюдается,когда вектор силы сохраняет в процессе изгиба постоянный угол с направлением упругой линии в точке приложения силы,т.е. следит за поворотом соответствующего сечения.

В точке Ао изгибающий момент и начальная кривизна отсутствуют. Поэтому т.Ао будет точкой перегиба упругой пинии,следовательно, имеет место деформация перопбного рода.

iip;! зтс:м::зссг;:;! трк |.сз;угцхг::п кс;зСм;;

п ■ t f r-, v . - iv.а , л-' .. л M>¡\

¡J - V , ^ - Г, , , .

г*е Р ' Ео ' ' с*пово*|1'глово" * и°КЕНТ«а* коэффициенты подобия;

Рп - силз,н2празпенн5я по нормали к касательной в

точке контакта ролика с пальцем,Н; Ь - плечо силы Гп,м;

Н - изгибная жесткость поперечного сечения лальца, Н-м2.

Рентный коэффициент подобия в т.Ао определяется следующим образом

М,+НХа <¿1= - Г^ТГ (13!

Ы V ЧЬЯ ? -/

где Я7/, - изгибающий момент,кривизна в т.Ао, Н>н , м .

Угловой коэффициент подобия в т.Оо где - угол наклона касательной к вертикальной оси в начале

..." и * •

¿¡.¡!]Ша ¡„.¡¡Ы I I ,ии)/

Г

с - >тг;л гс::!,?::: и" г, и Рп у.

,"лл до^гцх« уьругеЗ линии Ььр^гиового рода

(15)

% а ¿0 = Я(17) где /-/0= \ ■ ~—-- - эляипткчгский интеграл Легск;ра о >" к гч! > первого рода;

А Ч/." модуль,ампг.йтудв и нодуяпркаЗ угон

Сила Гп ог.рс-;.£ПЯ£7сз с учетом первясленкл точки ее прашеш

где В - радиус дуги по которой изгибается лалец,Я = Ь в1п X .

Палец распрегел!ш,его устройства должен при соприкосновении с мелким плодом обеспечить его смещение относительно крупного,перек-

jTUiUera ;. яря ^.

(прогиб по направлении шшня роликового полотна шиброадш) и при возврате в исходное прямолинейное полошие,дуга по которой перемечается конец пальца не касается плода.

Оптимальная длина пальца определяется из рис.5 по вураггниз

+ (19)

где // - длина пальца,определяйся его продольный прогиб при взаимодействии с роликом; 4 - лпкна агяьиз,о5е:п£ч:!:'.-^ал кситакт cru когда мет центра тяхвсти нэлкого плода.

Рис.5. К нахозденяв олтшльиой ¿-»ш пальцев расяргдзляацэгс устройства

• Запнвем условие,при котором палец будет воздействовать на ллод

2г + лъд, + €л (20)

где г - радиус ролика;

п - расположение центра тяжести плода относительно основного ролика в горизонтальной плоскости;

Д4 - продольный прогиб пальца.

Определим продольны« прогиб пальца по рис.5 и подставам полученное выражение в неравенство (20)

+ 4 (21) Отсюда найдем £{ при известных значениях ¿^ и Л. ,

Еосяй ».¿гиоа ь£нь( 205£р«^а:7СГ| в ьаргшчаш:: прямашейное попогение.Этому способствует поперечный отгиб пальца,вознккаиций в результате действия сил трения при скольжении пальца ло ролику, Поперечный прогиб определяется ло формуле

д = (22)

ЗН ) ' '

где Ру - сипа упругости пальца при его продольном отгибе,Н; f - коэффициент трения пальца о ролик;

- продольный отгиб пальца,м. Расчет жесткости пальцев производится с учетом сил, действуищих на ппод.

Ка плод,с которым контактирует палец,действует спедувдие сили: сш тяжьстй пподг^ссстаиашвэдая сш упругости пальца }сш трения с пальцем;нормальные реакции со стороны крупного плода и ролика;сила трения между плодаии;ша трения плода с роликом.

Реяая составленные дифференциальные уравнения плоского движения твердого тела,находим сипу упругости пальца,достаточну» дпя перенесения плода.Таким образом,жесткость пальцев определяется следующим образом

Н = Ру / ^ (23)

Плод,под действием пальца совериает сложное движение,переносное поступательное вместе с роликовым полотном со скорость» и относительное поступательное движение вдоль ролика.

Для определения времени взаимодействия пальца с плодом най-

ДЗМ координату lf .Iii рйС.Ь 3^V,0,4iJ

Z* » 2 (70 + r„cos«f», <2-11

где Zj - переведение плода по оси Z,sa вренл взаимодействия его с пальцем; гп - радиус пальца;

f - угол наклона корнали к оси Z в точке контакта окружностей радиуса Rnn и г„ ;

/

10 - координата точки контакта окружностей по оси Z.

устройства

Запкввй уравнения двигення центра тяхссти плода в параиатричсс-кой форме

Г X = (С^2) / (2 а) 125)

Ъ = ,

= ^ С051Г+ в^П - и,?,- (25)

где Ру - сила упругости пальца;

Ь " соответственно коэффициенты трения материала пальца с поверхность!} плода,плода с материалом ролика и поверхностей плодов между собой; Н| , N2 * нормальные реакции со стороны ролика и крупного плода.

Скорость пальцев распределяющего устройства найдем из следующего выражения . ^ д у2,

^Г) (27)

где к'= Кк1 (2 а).

Полученные расчетные значения длины пальцев и их жесткости определяют прогиб пальца Д0,а также скорость и перемещение плода.

Для обоснования схемы расстановки пальцев рассмотрим перемещение плода и пальца при заданном соотновении скоростей % и .

Пальцы на ленте транспортера будем размещать рядами с расстоянием Я, между пальцами в ряду и 4 между рядами.

Анализ процесса взаимодействия пальца с роликом показал,что некоторое время палец за счет продольного отгиба не выполняет основную свою функцию по смещению плодов,Поэтому второй ряд пальцев должен обеспечивать сталкивание мелких плодов в калибрующую щель. Однако пальцы первого и второго ряда могут находится в нерабочем положении,т.е. взаимодействовать с роликами.Отсюда следует,что необходима установить третий ряд пальцев.

В пятом разделе 'Экспериментальное исследование калибровщика огурцов с распределяющим устройством" приведено определение Формы поперечного сечения и материала пальцев,а также оптимальное сочетание конструктивно-кинематических параметров распределяющего устройства.

- Для исследования упругих свойств били взыты пальцы из полиэтиленовой трубки,клинового ремня сечения Б и капронового ворса щетки.Определение упругих свойств пальцев производили с помощью специально изготовленного прибора.

В результате изучения упругих характеристик наиболее приемлему» изгмбнун жесткость имеют пальцы из полиэтиленовой трубки с внутренним диаметром - 6 мм,наружным - 10 мм,

В результата теоретического и предварительного экспериментальная 5лс»п.;-аа вроде:* ¡¡aca.'i. ¿¿.i^J¿}ojj4ko:í ;;au.i-»si )ctü¡.ú»:.---«i-. основные фактори, влияние на основные качественные показатели ее работы.

Поскольку в ходе? технологического процесса участвуят и взаимодействуй несколько факторов:подача плодов - Q ¡ скорость роликового полотна калибровщика - 7/*- ! расстояние между пальцем и дополнительным роликом - 5 (рнс.1) ; скорость пальцев распределявшего устройства - Vn ¡ количество радов пальцев - К,то задача оптш-зацям становится нкогоФакторной.За критерий оптимизации был принят основной качественный показатель калаброзочкого устройства - точность калибрования.

Методика экспериментального исследования í'.:.¡a разработана на основе положений,изложенных в РД 10.10.6-89,с применением методики планирования многофакторного эксперимента.

После реализации ротатабельного центрально-композиционного унифорнппана второго порядка,получена математическая модель,адекватно описывавшая поверхность отклика,характеризуемая изучаемый процесс:

У = 90,79 - 2,43 X,- 1,93 Xs- 3,78 ЦЦ* 2,7В Х,Х5- 1,93 Х~--1,B3]¿. (25)

Анализ двумерных сечений поверхности отклика (рис.7) позволил еярэдешь области ептккгльяих гиачеанй взуч?г«кх ¿;::тс"с:..:: й= i,Z..A,6 кг/с 0,20...0,35 м/с , S = 0,035...0,050 н.

I процесс? экспериментов также определялись:скорость пальцев распределявшего устройства = 0,26 м/с,количество рядов пальцев К = 3.

Калибровщик огурцов при заданных оптимальных параметрах,технологических регулировках качественно выполняет технологически процесс.

Рис.7. Двумерные сечения поверхности отклика,хзрактеркзунцие точность калибрования плодов

В вестом разделе "Экономическая эффективность использования результатов исследования в сельскохозяйственном производстве" проведен расчет экономической эффективности по приведенным затратам и за счет дополнительной прибыли,полученной в результате повышения точности калибрования плодов на Фракции.

Сравнение проводилось с отечественной пинией послеуборочной сгр;5сткк тогерй'л огурцоз ЛДО-3.Результаты расчета змяотвегой эффективности отражены в выводах.

О Б ( И Е ВЫВОДЫ

1.В настоящее ьреня послеуборочная обработка огурцов производится в основном вручнуи,к тому «в отечественная пиния ЛДО-З про-тшленкостьв не выпускается.

2.Б результате к&учеш некоторых фшко-кгшкчесш свойств плодов огурца были определены оптимальные шибруа^ие лели по

каждой размерной фракции в зависимости от сорта,а также получены необходимые данные для проведения теоретического исследования.

3.Проведение поисковых опытов позволило определить основные параметры опытного образца с параллельной схемой выделения Фракций к назетить путл его дальнексзго сооврЕгнстзоБЗйия.

4.В результате теоретических исследований получены аналитические зависимости для определения основных параметров распределявшего устройства калибровщика.

5.Результаты теоретических исследований согласуется с экспериментальными данными:

- скорость роликового полотна калибровщика должна находится в пределах 0,20 ... 0,35 м/с; ~

- расстояние между пальцем и дополнительным роликом калибровщика находится в пределах 0,035 ... 0,050 м;

- скорость пальцев распределявшего рабочего органа - 0,26 н/с;

- количество рядов пальцев равно трем.

6. Производственная проверка показала,что распределявшее устройство калибровочной маиины обеспечивает увеличение точности калибрования с 89,7% до 94,2Х лр:: повреждении плодов не превышавшем 2 X.

7. Прьигкгийе кад:;брссоч«о,* ютзаа с взигиспко2 твшзогкчяиН схемой и распределявшим рабочим органом позволит снизить материалоемкость на 10,ЗХ.Ожидаемый эффект от внедрения одной машины составит 918208 руб в год (по ценам 1994 г),она окупится в течение двух сезонов эксплуатации.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Рееениэ о выдаче свидетельства на полвзиув модель по заявке N 93051572/03 (049915) от 01.11.93.Устройство для калибрования плодов х овощей. (Б.Н. Емелин,С.Н. Казарин).

2. Еммиа Б.К«,Пзт»!ш С.Н.Устройство для очистка и капаброзки товарных огурцов.Инфорн.листок (г14-3/.-Саратов,ЦНТИ, 1937.-Зс.

3. Еиелии Б.Н.,Иат»вин П.А.,Казарин С.Н.Пункт сортировки товарных огурцов.Инфорн.листок ^505-87.-Саратов,ЦНТИ,1937.-4с.

4. Казарки С.Н.О совершенствования средств механизации калибрования продовольственного огурца // Совершенствование технических средств для уборочных работ в растениеводстве:Сб.научн.работ /

/ Саратовский СХИ им.Н.И.Вавилова.-Саратов,1990.с.59-64.

5. Казарин Г. -¡,Яз5гзаторк::г кссладо^шз ка^йброаийк-! дьздзз товарного огурца // Созервехствозгкяв споссаоз к сроста уаьрхи г растениеводстве'.Сб.научн.работ / Саратовский СХИ им.Н.И.Вавилова.-

- Саратов,1992.с.70-76.

6. Емелин Б.Н.,Казарин С.Н.Передвижная установка для калибрования товарных огурцов на размерные Фракции.Информ.листок К4531-91.

- Саратов,«НТИ,1991.-Зс.

7. Казарин С.И.Экспериментальное исследование процесса калибрования плодов огурца с использованием распределяющего устройства // Комплексная механизация и автоматизация сельскохозяйственного производства^.иаучн.трудов / Донской ГТУ.Ростов н/д,1994.с.37-45.

Типография Нг6 п-о "Полиграфист" НГ 55500. Тираж 100. Заказ 224